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应用与解决方案 Applications & Solutions

钢材检测

高速检测系统发现钢材中的缺陷

利用视觉技术检测热轧钢材的表面，即便钢材的温度超过1000℃，也好像它
们是冷的一样。

文/Antonio Cruz-Lopez，Alberto Lago，Roberto Gonzalez；Tecnalia公司

为了生产无缝钢管，需要先将钢
坯输送到炉中加热。接着，将坯料穿
孔以形成厚壁的中空壳体，之后将芯
棒插入壳体中。然后在芯棒式无缝管
轧机中进行伸长轧制。在伸长工艺之
后，坯料输送到推进台，在那里它被
推动穿过一系列轧辊机座。最终形成
具有连续更小壁厚的中空长钢管。
尽管与热轧工艺一样有效，在轧
机台架中的轧辊机座偶尔可以在钢表
欢迎莅临 2017上海光博会
面上产生标记和缺陷，这些缺陷在热
堡盟展位：N2.2202
条件下非常难以检测。因此，在质量 图1：西班牙Tecnalia公司的工程师开发出了一套称为Surfin'的机器视觉系统，其能使超过1000℃的钢板从
改进项目中，许多制造商希望尽可能 推进台推出时，就可检测到钢材上的缺陷。
早地识别这些缺陷，以避免以相当大 陷包括表面上的裂缝、轧机支架阻挡 Surfin' 系统（专利号 ES2378602 和
的代价生产出大量有缺陷的材料。 标记、裂纹以及分离的钢材，其随后 EP2341330）使用的光，其波长远离 1200 万像素，出色的性价比
会粘贴到钢管表面的另一部分上。 炽热钢材所发射光谱的波长。
视觉系统 开发人员面临严峻的挑战。这 然后，系统中相机捕获的图 堡盟最新 CX 系列 CMOS 工业相机
为了解决这些问题，西班牙 种生产环境中的条件可谓极端恶劣 ： 像，通过美国 Edmund Optics 公司的
Tecnalia 公司的工程师开发出了一套 不仅以 6~7m/s 的相对高速生产钢管 窄带光学带通滤光片（中心波长为
称为 Surfin' 的机器视觉系统，其能使 （Surfin' 可以工作在高达 10m/s 下）， 470nm、带宽为 10nm）和一个红外（IR）
钢铁制造商在钢板从推进台推出时， 而且钢材从轧辊机座推出时的温度约 辐射滤光片。这两个滤光片使 CCD  1200 万像素最高帧率 891 fps
就检测到这类缺陷（见图 1）。检测这 为 1000℃，再加上环境脏、存在水和 相机只接收所需波段中的辐射，而加  每个侧面带 M3 接口，集成灵活
种缺陷为制造商提供了生产过程中任 油蒸汽，从而使缺陷检测更为棘手。 入 IR 滤光片来保护电子系统免受热  传感器尺寸 1.1”
何问题的指示，使制造商能在早期阶 由于钢材的热表面辐射的光与 辐射。受控照明技术允许系统捕获钢  全局曝光 CMOS
段对推进台进行预防性维护，防止将 IR、红光、橙光和黄光波段的热发射 管整个表面的图像，就好像钢管是冷
任何有缺陷的钢管交付给客户。 直接相关，因此捕获钢材表面反射 的一样。
由轧辊机座产生的这种钢管表面 的所有光的图像，将使相机中的传 为了使系统能捕获钢管表面的
上的典型缺陷，通常遵循重复模式持 感器饱和，因为相机对钢管辐射的 360°图像，该系统使用了加拿大
堡盟电子（上海）有限公司
续出现，直到轧机支架改变。这些缺 所有光都敏感。为了解决这一问题， Teledyne DALSA 公司的三套 14000 上海市松江区民强路 1525 号（申田高科园）11 幢（201612）
电话：021 6768 7095 传真：021 6768 7098
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28 Mar/Apr 2017 视觉系统设计 Vision Systems Design China